现代工业厂房建筑节能设计研究

摘 要 100年前，中国只是一个农业大国，随着改革开放，经济的腾飞如今已令中国一跃成为世界工业第一大国，按联合国公布的一个调查报告显示，工业分类的39个大类、525个小类，中国全部拥有。但是随之产生的大量工业建筑也带来了巨大的能源消耗，全世界的能源约1/3被工业部门所消耗，工业部门的节能潜力巨大，所以中华人民共和国住房和城乡建设部于2017年5月27日发布了《工业建筑节能设计统一标准》并于2018年1月1日正式实施。建筑围护结构主要包括外墙、屋面、门窗等三个主要方面，它对建筑物的节能以及室内环境舒适度的优劣具有非常重要的意义。下面我从工业建筑的主要建筑物——厂房的墙体屋顶、门窗、采光通风这四个方面着手对工业建筑的节能进行深入分析，希望文中内容对于降低工业建筑能源消耗起到一定的社会作用，并和相关从业人员就这一部分的设计工作做一探讨。

关键词 工业厂房；建筑节能；科学设计

工业建筑的节能就是在确保建筑满足工艺使用需求的前提下利用先进技术手段，以及经济合理的途径，使建筑在建设以及竣工后的使用过程中尽可能地减少能源的消耗量。降低建设和使用成本，增加社会效益。

1 厂房墙体节能

钢结构工业厂房因其建设施工工期较短、相应降低了投资成本，稳定性较强，因此在现代大规模工业建筑中备受青睐，得到普遍的采用，下面我就以钢结构厂房为例对厂房的墙体节能进行一些分析。钢结构厂房设计中通常会采用彩色压型钢板夹芯板作为外围护结构的主体，能有效避免墙体的“冷桥”现象，具有很好的保温隔热效果。100mm左右厚的R15保温棉热阻值可相当于1m厚的砖墙。同时彩色压型钢板夹芯板可采用干作业施工，减少废弃物对环境造成的污染，钢结构材料可100%回收，属绿色建材，其他配套材料亦可大部分回收，保温、隔热、隔音效果较好，可达到50%的节能标准，符合当前对设计全周期环保、节能的要求[1]。

2 工业厂房屋顶节能

屋面是除门窗之后另一个保温隔热性能比较薄弱的环节，约占房屋建筑总能耗的10%。屋顶的节能热工性能好坏将直接影响到整个房屋热环境的好坏。目前，比较常用的屋面节能技术有：外保温屋面、倒置式屋面、通风屋面、阁楼屋面等。工业厂房目前常采用钢筋混凝土外保温屋面或是彩色压型钢板夹芯板屋面形式。

当工业厂房设计采用钢筋混凝土外保温屋面设计，其节能控制，应结合工程所处的环境条件。如，某老工业厂房地处严寒地区，屋面的节能改造应进行保温层设置，并预先铺设防潮层来提高外保温屋面的保温效果。为节省室内的空间占用度，可在屋架上设置保温层，即将矿物纤维保温层设置在屋架截面厚度间。对于原屋面防水层的修补，相关人员应在原有屋面上增设一层憎水性保温材料，并通过面层处理，将原屋面材料的作用效果发挥出来，也能够在一定程度上节约钢筋混凝土外保温屋面的设计控制质量[2]。

而彩色压型钢板夹芯板，作为夹芯板的重要组成部分，节能控制人员可将其分为上下两个成型钢板。其中用于屋顶面的复合板材料为：960型岩棉屋面夹芯板。彩色压型钢板夹芯板屋面中的夹芯板，能够将彩钢板与保温层复合在一起，以保证安装作业的便捷性。而压型钢板屋面需要另外铺设保温层和内顶板。但该屋面形式作用于实践的防水薄弱环节均处在板块之间的接缝。为此，研究人员需与工业厂房的建设要求进行结合，以保证屋面形式确定的科学合理性。

3 厂房门窗节能分析

厂房的外门窗在具体使用过程中具有通风、采光、维护等多项作用，同时，其在立面造型的艺术处理上作用也是不可或缺的，而门窗是建筑中能耗大的部位，其占建筑能耗的比例较大。因此，在具体设计过程中，应当确保其在具体应用过程中，采光、日照、通风等各项内容都能够达到相应标准的基础上，减少建筑物外门窗洞口的面积，同时提高门窗自身的气密性，使门窗在实际应用过程中的保温性能能够得到进一步提高，工业厂房门窗采用的节能措施如表1所示。

4 工业厂房采光通风

自然采光是工业厂房在具体应用过程中最古老的一种采光方式，其与建筑的发展相同步，同时，也是现代人们对建筑工程不断研究过程中的智慧结晶[3]。地球上的自然光都来自太阳，太阳光是一种取之不尽用之不竭的能源，同时也是人们赖以生存，维持生活和生产不可获取的能源。

从目前工业厂房的建设情况来看，多数现代工业厂房在具体设计过程中，常用的自然采光方式主要有工业厂房顶部采光和工业厂房侧向采光两种不同形式。在实际分析过程中，可以将侧向分为以下几种形式：①单向采光。该采光方式实现起来相对比较容易，但是获取的光照程度的均衡性相对较差。②双向采光。通过对该采光方式进行应用，可以确保室内光照的充足性，以及光照的均匀性。③低层窗采光。该采光方式在具体应用过程中，具有较高的舒适度，但是光照的均匀性相对较差。④高侧窗采光。该方式在具体应用过程中，可以使光线射入到厂房的较深的部位，进而使太阳照度的均匀性得到进一步提高。工业厂房顶部采光光线近似垂直照射到工业厂房顶部，从而使厂房可以获取到均匀的自然光线，但是，需要相关人员注意的是，直射阳光中会存在眩光，以及辐射热过大等各种不利因素，因此，在具体采光过程中，针对产生的大量辐射热，需要通过通风的方式处理。现阶段，在厂房中常用的采光设施有采光窗、采光带、采光通风器等。在现代工业厂房设计过程中，通过合理的方式对不同的采光方式进行应用，可以使厂房在应用过程中的采光质量和效率都能够得到进一步提高，进而减少人工照明方面的能源消耗量[3]。

现代工业厂房在具体建设设计过程中，要想实现天然采光，可以采取大跨度或是大进深的厂房采光设计，在采取该设计方式时，通常通过顶部天窗或屋面采光带进行采光。近几年，现代工业厂房中出现了一些新型的自然采光技术，比较常见的技术类型有光导采光系统、新型玻璃系统等不同类型，其中光导采光系统在工业厂房中的应用最为广泛，该项技术在实际应用过程中，具有保温消耗、易处理防水等优点。除此之外，为了确保现代工业厂房具有良好的通风性，在门窗设计要重点考虑门窗的位置，门窗的设置尽量前后呼应，在打开窗时可以使形成“过堂风”，确保工业厂房通风顺畅。

5 结束语

能源问题已经成为现代工业经济发展过程中的一项重要内容，工业厂房建设和后期应用过程中会消耗大量的能源，因此，加强对工业厂房建筑節能设计势在必行，同时该项内容也是国家可持续发展的一项重要构成部分。工业厂房建筑师应当从多个方面入手，在设计过程中，要坚持节能减排，打造一个绿色节能的工业厂房，最大程度减少能源消耗，以及对环境造成的污染。事实证明，只有这样，才能将最具节能效用的工业厂房作用于生产建设，进而推动行业的可持续发展进程。

参考文献

[1] 一川雨歌.对现代工业厂房建筑设计探讨探究[J].化工管理，2017，（30）：38.

[2] 杨宏.工业建筑节能设计理念的应用分析[J].科技展望，2015，25（08）：29.

[3] 王振华，万杰，刘玉川.现代工业建筑节能设计探析与实践[J].建筑节能，2014，（06）：107-110.

作者简介

肖灿（1975-），女；学历：大专，职称：工程师，现就职单位：湖南百利工程科技股份有限公司，研究方向：建筑设计。